河北省唐山市滦南一中2017届高三(上)月考物理试卷(12月份)(解析版)
- 格式：doc
- 大小：499.50 KB
- 文档页数：24
2016-2017学年河北省唐山市滦南一中高三（上）月考物理试卷（12月份）一、选择题1．下列说法正确的是（）A．发现中子的核反应方程是Be+He→C+nB．20个U原子核经过一个半衰期后，还有10个未发生衰变C．一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁，最多可释放出3种频率的光子D．U→Th+He是核衰变反应方程2．一个物体沿直线运动，描绘出物体的﹣t图象如图所示，则下列判断正确的是（）A．物体做匀速直线运动B．物体做变加速直线运动C．物体的初速度大小为﹣1m/s D．物体的加速度大小为1m/s23．如图所示，套有光滑小铁环的细线系在水平杆的两端A、B上，当杆沿水平方向运动时，小环恰好悬于A端的正下方并与杆保持相对静止，已知小环质量为m，重力加速度为g，下列分析正确的是（）A．杆可能作匀速运动B．杆可能向左作匀减速运动C．杆一定向右作匀加速运动D．细线的张力可能等于mg4．冥王星绕太阳的公转轨道是个椭圆，公转周期为T0，其近日点到太阳的距离为a，远日点到太阳的距离为b，半短轴的长度为c，如图所示．若太阳的质量为M，万有引力常量为G，忽略其他行星对它的影响，则（）A．冥王星从A→B→C的过程中，机械能逐渐增大B．冥王星从A→B所用的时间等于C．冥王星从B→C→D的过程中，万有引力对它先做正功后做负功D．冥王星在B点的加速度为5．如图所示电路中，L是一个不计直流电阻的电感线圈，直流电源1的电压值与交流电源2电压有效值相等，S是单刀双掷开关，C是电容器，A、B是完全相同的小灯泡，则下列叙述正确的有（）A．开关S与2接通后，灯B发光，而灯A不发光B．开关S与1接通后，灯B的亮度比开关与2接通稳定后灯B的亮度低C．开关S与1接通时，灯A亮一下后熄灭，而灯B逐渐变亮D．若将电源2换成一个既含有高频信号又含有低频信号的信号源，则当开关与2接通时，通过B灯的主要是高频信号6．一质点在XOY平面内运动的轨迹如图所示，下列判断正确的是（）A．质点沿X方向可能做匀速运动B．质点沿Y方向可能做变速运动C．若质点沿Y方向始终匀速运动，则X方向可能先加速后减速D．若质点沿Y方向始终匀速运动，则X方向可能先减速后加速7．如图所示，正方形abcd区域内（含边界）有垂直于纸面向里的匀强磁场，O点是cd边的中点，一个带正电的粒子（重力忽略不计）若从O点沿纸面以垂直于cd边的速度射入正方形内，经过时间t0刚好从c点射出磁场．现设法使该带电粒子从O点沿纸面以与Od成45°的方向（如图中虚线所示），以各种不同的速率射入正方形内，那么下列说法中正确的是（）A．该带电粒子不可能刚好从正方形的某个顶点射出磁场B．若该带电粒子从ab边射出磁场，它在磁场中经历的时间可能是t0C．若该带电粒子从bc边射出磁场，它在磁场中经历的时间可能是t0D．若该带电粒子从cd边射出磁场，它在磁场中经历的时间一定是t08．如图甲所示，导体棒MN置于水平导轨上，PQMN所围的面积为S，PQ之间有阻值为R的电阻，不计导轨和导体棒的电阻．导轨所在区域内存在沿竖直方向的匀强磁场，规定磁场方向竖直向上为正，在0～2t0时间内磁感应强度的变化情况如图乙所示，导体棒MN始终处于静止状态．下列说法正确的是（）A．在0～t0和t0～2t0时间内，导体棒受到的导轨的摩擦力方向相同B．在0～t0内，通过导体棒的电流方向为N到MC．在t0～2t0内，通过电阻R的电流大小为D．在0～2t0时间内，通过电阻R的电荷量为二、非选择题9．用图（a）所示的实验装置验证牛顿第二定律：（1）某同学通过实验得到如图（b）所示的a﹣F图象，造成这一结果的原因是：在平衡摩擦力时木板与水平桌面间的倾角（填“偏大”或“偏小”）．（2）该同学在平衡摩擦力后进行实验，实际小车在运动过程中所受的拉力砝码和盘的总重力（填“大于”、“小于”或“等于”），为了便于探究、减小误差，应使小车质量M与砝码和盘的总质量m满足的条件．（3）某同学得到如图（c）所示的纸带，已知打点计时器电源频率为50Hz．A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点．△s=s DG﹣s AD=cm．由此可算出小车的加速度a=m/s2（加速度a计算结果保留两位有效数字）．10．如图甲是某研究小组设计的一个实验电路，R为阻值可调节的电阻箱，R0为定值电阻，K为单刀双掷开关，电流表量程适当、内阻忽略不计，用该实验电路测量直流电源的电动势E和内阻r．（1）读出图乙中电阻箱的阻值R=Ω．（2）根据图甲实验电路，用笔画线代表导线将图乙仪器连接好．（3）将单刀双掷开关K分别打到a、空置两种状态下并保持电阻箱阻值（已知）不变，闭合开关K1时电流表的读数分别为I a、I0，则直流电源的电动势E=（用符号表示）．11．质量为m B=2kg的木板B静止于水平面上，质量为m A=6kg的物块A停在B 的左端，质量为m C=2kg的小球C用长为L=0.8m的轻绳悬挂在固定点O．现将小球C及轻绳拉直至水平位置后由静止释放，小球C在最低点与A发生正碰，碰撞作用时间很短为△t=10﹣2s，之后小球C反弹所能上升的最大高度h=0.2m．已知A、B间的动摩擦因数μ1=0.2，B与水平面间的动摩擦因数μ2=0.1，物块与小球均可视为质点，不计空气阻力，取g=10m/s2．求：①小球C与物块A碰撞过程中所受的撞击力大小；②为使物块A不滑离木板B，木板B至少多长？12．电视机的显像管中，电子束的偏转是用电偏和磁偏转技术实现的．如图甲所示，电子枪发射出的电子经小孔S1进入竖直放置的平行金属板M、N间，两板间所加电压为U0；经电场加速后，电子由小孔S2沿水平放置金属板P和Q的中心线射入，两板间距离和长度均为L；距金属板P和Q右边缘L处有一竖直放置的荧光屏；取屏上与S1、S2共线的O点为原点，向上为正方向建立x轴．已知电子的质量为m，电荷量为e，初速度可以忽略．不计电子重力和电子之间的相互作用．（1）求电子到达小孔S2时的速度大小v；（2）若金属板P、Q间只存在垂直于纸面向外的匀强磁场，电子恰好经过P板的右边缘飞出，求磁场的磁感应强度大小B；（3）若金属板P和Q间只存在电场，P、Q两板间电压u随时间t的变化关系如图乙所示，单位时间内从小孔S1进入的电子个数为N．电子打在荧光屏上形成一条亮线；每个电子在板P和Q间运动的时间极短，可以认为两板间的电压恒定；忽略电场变化产生的磁场．试求在一个周期（即2t0时间）内打到荧光屏单位长度亮线上的电子个数n．三、【物理-选修3-4】13．一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形如图所示，经0.6s，质点a第一次到达波峰位置，则这列波的传播速度为m/s，质点b第一次出现在波峰的时刻为s，从该时刻起，质点a的振动方程为cm．14．如图所示，直角玻璃三棱镜置于空气中，∠A=60°，∠C=90°，一束极细的光于AC边的中点D垂直AC面入射，已知AD=a，棱镜的折射率n=，光在真空中的传播速度为c，求：（1）光从棱镜第一次射入空气时的折射角；（2）光从进入棱镜到它第一次射入空气所经历的时间（结果可以用根式表示）．2016-2017学年河北省唐山市滦南一中高三（上）月考物理试卷（12月份）参考答案与试题解析一、选择题1．下列说法正确的是（）A．发现中子的核反应方程是Be+He→C+nB．20个U原子核经过一个半衰期后，还有10个未发生衰变C．一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁，最多可释放出3种频率的光子D．U→Th+He是核衰变反应方程【考点】原子核衰变及半衰期、衰变速度；氢原子的能级公式和跃迁；裂变反应和聚变反应．【分析】根据核反应的分类特点判断核反应的类型；半衰期只适用于大量原子核而言；根据数学组合，即可求解；【解答】解：A、根据物理学史的知识可知，发现中子的核反应方程是Be+He→C+n，故A正确；B、半衰期在大量放射性元素衰变的统计规律，半衰期只适用于大量原子核而言才有意义，故B错误；C、一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁，根据=6，最多可释放出6种频率的光子，故C错误；D、核反应U→Th+He中，释放出α粒子，是α衰变反应方程，故D 正确；故选：AD2．一个物体沿直线运动，描绘出物体的﹣t图象如图所示，则下列判断正确的是（）A．物体做匀速直线运动B．物体做变加速直线运动C．物体的初速度大小为﹣1m/s D．物体的加速度大小为1m/s2【考点】匀变速直线运动的图像；匀变速直线运动的速度与时间的关系．【分析】根据数学知识写出x与t的关系式，再求出v与t的关系，从而判断物体的运动性质和加速度．【解答】解：由数学知识可得：=（0.5t+0.5）m/s，则得：x=0.5t2+0.5t由匀变速直线运动的位移公式x=v0t+可知物体做匀加速直线运动，初速度为v0=0.5m/s，物体的加速度大小为1m/s2．故ABC错误，D正确．故选：D．3．如图所示，套有光滑小铁环的细线系在水平杆的两端A、B上，当杆沿水平方向运动时，小环恰好悬于A端的正下方并与杆保持相对静止，已知小环质量为m，重力加速度为g，下列分析正确的是（）A．杆可能作匀速运动B．杆可能向左作匀减速运动C．杆一定向右作匀加速运动D．细线的张力可能等于mg【考点】运动的合成和分解．【分析】对小环分析受力，由牛顿第二定律求出水平加速度；根据受力分析，和竖直方向平衡，得出细线的张力与小环重力的关系．【解答】解：对小环受力分析：受绳的拉力和重力，如图，设细线夹角为θ：由题知竖直方向平衡：mg=T+Tcosθ设水平方向上加速度为a，由牛顿第二定律得：Tsinθ=ma由于0°＜θ＜90°，得：T=＜mg，加速度方向水平向右；故杆和小环向右做加速度的匀加速或向左匀减速运动，由上分析，可知，故ACD错误，B正确；故选：B．4．冥王星绕太阳的公转轨道是个椭圆，公转周期为T0，其近日点到太阳的距离为a，远日点到太阳的距离为b，半短轴的长度为c，如图所示．若太阳的质量为M，万有引力常量为G，忽略其他行星对它的影响，则（）A．冥王星从A→B→C的过程中，机械能逐渐增大B．冥王星从A→B所用的时间等于C．冥王星从B→C→D的过程中，万有引力对它先做正功后做负功D．冥王星在B点的加速度为【考点】万有引力定律及其应用．【分析】熟记理解开普勒的行星运动三定律：第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上．第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等．第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等．根据力与速度方向的夹角判断该力是做正功还是负功．【解答】解：A、冥王星从A→B→C的过程中，只有重力做功机械能守恒，故A 错误；B、公转周期为，冥王星从A→C的过程中所用的时间是，由于冥王星从A→C的过程中，速率逐渐变小，从A→B与从B→C的路程相等，所以冥王星从A→B所用的时间小于，故B错误；C、冥王星从B→C→D的过程中，万有引力方向先与速度方向成钝角，过了C点后万有引力方向与速度方向成锐角，所以万有引力对它先做负功后做正功，故C 错误；D、设B到太阳的距离为x，半长轴，则x=，根据万有引力充当向心力，知冥王星在B点的加速度a==，故D正确．故选：D5．如图所示电路中，L是一个不计直流电阻的电感线圈，直流电源1的电压值与交流电源2电压有效值相等，S是单刀双掷开关，C是电容器，A、B是完全相同的小灯泡，则下列叙述正确的有（）A．开关S与2接通后，灯B发光，而灯A不发光B．开关S与1接通后，灯B的亮度比开关与2接通稳定后灯B的亮度低C．开关S与1接通时，灯A亮一下后熄灭，而灯B逐渐变亮D．若将电源2换成一个既含有高频信号又含有低频信号的信号源，则当开关与2接通时，通过B灯的主要是高频信号【考点】电容器和电感器对交变电流的导通和阻碍作用．【分析】对于电容器来说能通交流隔直流，而频率越高越容易通过．对于线圈来讲通直流阻交流，通低频率交流阻高频率交流．【解答】解：A、开关S与2接通后，交流电也可以通过电容器，所以A也发光．故A错误；B、开关S与2接通后，由于线圈L对交流电的阻碍始终存在，所以灯B的亮度比开关与1接通稳定后灯B的亮度暗，即灯B的亮度比开关与2接通稳定后灯B 的亮度高．故B错误；C、开关S与1接通时，线圈阻碍电流的增大，所以灯B逐渐变亮；故C正确；D、线圈对交流电有通低频阻高频的作用，所以若将电源2换成一个既含有高频信号又含有低频信号的信号源，则当开关与2接通时，通过B灯的主要是低频信号．故D错误．故选：C．6．一质点在XOY平面内运动的轨迹如图所示，下列判断正确的是（）A．质点沿X方向可能做匀速运动B．质点沿Y方向可能做变速运动C．若质点沿Y方向始终匀速运动，则X方向可能先加速后减速D．若质点沿Y方向始终匀速运动，则X方向可能先减速后加速【考点】匀变速直线运动的图像．【分析】物体做曲线运动，合力大致指向轨迹弯曲的内侧，则加速度大致指向轨迹凹的一侧．根据轨迹弯曲判断加速度的方向．【解答】解：A、物体做曲线运动，合力大致指向轨迹凹的一侧，则加速度大致指向轨迹凹的一侧，由图可知：加速度方向指向弧内，不能沿y轴方向，x轴方向有分加速度，所以x轴方向不可能匀速，y方向可能有分加速度，故质点沿Y 方向可能做变速运动．故A错误，B正确．C、物体在x方向先沿正方向运动，后沿负方向运动，最终在x轴方向上的位移为零，所以x方向不能一直加速运动，也不能先加速后减速，只能X方向可能先减速后反向加速，故C错误，D正确．故选BD7．如图所示，正方形abcd区域内（含边界）有垂直于纸面向里的匀强磁场，O 点是cd边的中点，一个带正电的粒子（重力忽略不计）若从O点沿纸面以垂直于cd边的速度射入正方形内，经过时间t0刚好从c点射出磁场．现设法使该带电粒子从O点沿纸面以与Od成45°的方向（如图中虚线所示），以各种不同的速率射入正方形内，那么下列说法中正确的是（）A．该带电粒子不可能刚好从正方形的某个顶点射出磁场B．若该带电粒子从ab边射出磁场，它在磁场中经历的时间可能是t0C．若该带电粒子从bc边射出磁场，它在磁场中经历的时间可能是t0D．若该带电粒子从cd边射出磁场，它在磁场中经历的时间一定是t0【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动．【分析】根据几何关系确定带电粒子在磁场中的运动轨迹并确定其圆心角，根据其从各边穿出时的角度及时间确定能否从各边穿出．【解答】解：带电粒子以垂直于cd边的速度射入正方形内，经过时间t0刚好从c点射出磁场，则知带电粒子的运动周期为T=2t0．粒子在磁场中转过的圆心角为θ，粒子在磁场中的运动时间：t=T；随粒子速度逐渐增大，轨迹由①→②→③→④依次渐变，粒子运动轨迹如图所示；A、由图可知粒子在四个边射出时，射出范围分别为OG、FE、DC、BA之间，不可能从四个顶点射出，故A正确；B、粒子从ab边射出时，其转过的圆心角：45°≤θ＜135°，粒子运动时间：t0≤t＜t0，故B错误；C、粒子从bc边射出时，其转过的圆心角：135°≤θ＜180°，粒子运动时间：t0≤t＜t0，故C错误；D、从cd边射出磁场的粒子在磁场中转过的圆心角为θ=270°，粒子在磁场中的运动时间：t=T=t0，故D正确；故选：AD．8．如图甲所示，导体棒MN置于水平导轨上，PQMN所围的面积为S，PQ之间有阻值为R的电阻，不计导轨和导体棒的电阻．导轨所在区域内存在沿竖直方向的匀强磁场，规定磁场方向竖直向上为正，在0～2t0时间内磁感应强度的变化情况如图乙所示，导体棒MN始终处于静止状态．下列说法正确的是（）A．在0～t0和t0～2t0时间内，导体棒受到的导轨的摩擦力方向相同B．在0～t0内，通过导体棒的电流方向为N到MC．在t0～2t0内，通过电阻R的电流大小为D．在0～2t0时间内，通过电阻R的电荷量为【考点】法拉第电磁感应定律；闭合电路的欧姆定律．【分析】由楞次定律判断出导体棒的运动趋势，然后判断摩擦力方向；由楞次定律求出感应电流方向；由法拉第电磁感应定律求出感应电动势，然后由欧姆定律求出感应电流；由法拉第电磁感应定律求出感应电动势，由欧姆定律求出感应电流，然后由电流定义式求出电荷量．【解答】解：A、由图乙所示图象可知，0～t0内磁感应强度减小，穿过回路的磁通量减小，由楞次定律可知，为阻碍磁通量的减少，导体棒具有向右的运动趋势，导体棒受到向左的摩擦力，在t0～2t0内，穿过回路的磁通量增加，为阻碍磁通量的增加，导体棒有向左的运动趋势，导体棒受到向右的摩擦力，在两时间段内摩擦力方向相反，故A错误；B、由图乙所示图象可知，在0～t0内磁感应强度减小，穿过闭合回路的磁通量减少，由楞次定律可知，感应电流沿逆时针方向，通过导体棒的电流方向为N 到M，故B正确；C、由图乙所示图象，应用法拉第电磁感应定律可得，在t0～2t0内感应电动势：E===，感应电流为：I==，故C错误；D、由图乙所示图象，应用法拉第电磁感应定律可得，在0～t0内感应电动势：E1===，感应电流为：I1==，电荷量：q1=I1t1=；由图乙所示图象，应用法拉第电磁感应定律可得，在t0～2t0内感应电动势：E2===，感应电流为：I==，电荷量q2=I2t2=，在0～2t0时间内，通过电阻R的电荷量q=q1+q2=，故D错误；故选：B．二、非选择题9．用图（a）所示的实验装置验证牛顿第二定律：（1）某同学通过实验得到如图（b）所示的a﹣F图象，造成这一结果的原因是：在平衡摩擦力时木板与水平桌面间的倾角偏大（填“偏大”或“偏小”）．（2）该同学在平衡摩擦力后进行实验，实际小车在运动过程中所受的拉力小于砝码和盘的总重力（填“大于”、“小于”或“等于”），为了便于探究、减小误差，应使小车质量M与砝码和盘的总质量m满足M＞＞m的条件．（3）某同学得到如图（c）所示的纸带，已知打点计时器电源频率为50Hz．A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点．△s=s DG﹣s AD= 1.80cm．由此可算出小车的加速度a= 5.0m/s2（加速度a计算结果保留两位有效数字）．【考点】验证牛顿第二运动定律．【分析】（1）考查实验时平衡摩擦力时出现的误差问题，不是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，就是平衡摩擦力时过大．从图上分析两图各是什么原因即可．（2）根据牛顿第二定律求出绳子拉力与砝码和盘的总重力的关系，判断出在什么情况下砝码和盘的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力．（3）根据匀变速直线运动的规律△x=aT2可以求出加速度的大小．【解答】解：（1）当拉力F等于0时，小车已经产生力加速度，故原因是平衡摩擦力时平衡摩擦力过大，在平衡摩擦力时木板与水平桌面间的倾角偏大．（2）对整体分析，根据牛顿第二定律得，a=，绳子的拉力F=Ma=，所以实际小车在运动过程中所受的拉力小于砝码和盘的总重力．当M＞＞m，即砝码和盘的总质量远小于小车和小车上砝码的总质量时，砝码和盘的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力．（3）根据刻度尺的示数可知△s=3.90cm﹣2.10cm=1.80cm，时间间隔为t=0.06s，代入公式△x=at2可以求出加速度为：a=5.0m/s2．故答案为：（1）偏大；（2）小于；M＞＞m；（3）1.80； 5.0．10．如图甲是某研究小组设计的一个实验电路，R为阻值可调节的电阻箱，R0为定值电阻，K为单刀双掷开关，电流表量程适当、内阻忽略不计，用该实验电路测量直流电源的电动势E和内阻r．（1）读出图乙中电阻箱的阻值R=110Ω．（2）根据图甲实验电路，用笔画线代表导线将图乙仪器连接好．（3）将单刀双掷开关K分别打到a、空置两种状态下并保持电阻箱阻值（已知）不变，闭合开关K1时电流表的读数分别为I a、I0，则直流电源的电动势E=（用符号表示）．【考点】测定电源的电动势和内阻．【分析】电阻箱的读数方法：各旋盘对应的指示点（图中的箭头）的示数乘以面板上标记的倍数，然后加在一起，就是接入电路的阻值．根据电路图连接实物图．根据闭合电路欧姆定律列出等式求解．【解答】解：（1）图乙中电阻箱的阻值R=1×100Ω+1×10Ω=110Ω．（2）根据电路图连接实物图：（3）将单刀双掷开关K分别打到a，闭合开关K1时电流表的读数为I a，根据闭合电路欧姆定律得：I a（+r）=E将单刀双掷开关K分别打到空置，闭合开关K1时电流表的读数是I0，根据闭合电路欧姆定律得：I0R+I0r=E联立解得：E=故答案为：（1）110 （2）如图（3）11．质量为m B=2kg的木板B静止于水平面上，质量为m A=6kg的物块A停在B 的左端，质量为m C=2kg的小球C用长为L=0.8m的轻绳悬挂在固定点O．现将小球C及轻绳拉直至水平位置后由静止释放，小球C在最低点与A发生正碰，碰撞作用时间很短为△t=10﹣2s，之后小球C反弹所能上升的最大高度h=0.2m．已知A、B间的动摩擦因数μ1=0.2，B与水平面间的动摩擦因数μ2=0.1，物块与小球均可视为质点，不计空气阻力，取g=10m/s2．求：①小球C与物块A碰撞过程中所受的撞击力大小；②为使物块A不滑离木板B，木板B至少多长？【考点】动量守恒定律；动能定理的应用．【分析】①对小球C下摆的过程，应用动能定理求出小球与A碰撞前瞬间的速度，再由动能定理求得小球C反弹上升的初速度，即与A碰后的速度，再对C，运用动量定理求解撞击力．②C与A碰撞过程，根据动量守恒定律求得C与A碰撞后A的速度；A没有滑离B，A、B共同运动，由牛顿第二定律和运动学公式列方程求二者共同的速度，由位移公式即可求得木板的长度．【解答】解：①C下摆过程，根据动能定理有：m C gL=m C v C2代入数据解得：碰前C的速度v C=4m/s，C反弹过程，根据动能定理有：﹣m C gh=0﹣m C v′C2解得：碰后C的速度v′C=2m/s取向右为正方向，对C，根据动量定理有：﹣F△t=﹣m C v′C﹣m C v C解得：碰撞过程中C所受的撞击力大小：F=1200N②C与A碰撞过程，取向右为正方向，根据动量守恒定律有：m C v C=﹣m C v′C+m A v A解得：碰后A的速度v A=2m/sA恰好滑至木板B右端并与其共速时，所求B的长度最小．根据牛顿第二定律得：a A==μ1g=2m/s2．a B==2m/s2．设经过时间t时A与B速度相同，则有v=v A﹣a A t=a B t得t=0.5s，v=1m/s木板B的最小长度L=﹣==×0.5m=0.5m答：①小球C与物块A碰撞过程中所受的撞击力大小是1200N；②为使物块A不滑离木板B，木板B至少是0.5m．12．电视机的显像管中，电子束的偏转是用电偏和磁偏转技术实现的．如图甲所示，电子枪发射出的电子经小孔S1进入竖直放置的平行金属板M、N间，两板间所加电压为U0；经电场加速后，电子由小孔S2沿水平放置金属板P和Q的中心线射入，两板间距离和长度均为L；距金属板P和Q右边缘L处有一竖直放置的荧光屏；取屏上与S1、S2共线的O点为原点，向上为正方向建立x轴．已知电子的质量为m，电荷量为e，初速度可以忽略．不计电子重力和电子之间的相互作用．（1）求电子到达小孔S2时的速度大小v；（2）若金属板P、Q间只存在垂直于纸面向外的匀强磁场，电子恰好经过P板的右边缘飞出，求磁场的磁感应强度大小B；（3）若金属板P和Q间只存在电场，P、Q两板间电压u随时间t的变化关系如图乙所示，单位时间内从小孔S1进入的电子个数为N．电子打在荧光屏上形成一条亮线；每个电子在板P和Q间运动的时间极短，可以认为两板间的电压恒定；忽略电场变化产生的磁场．试求在一个周期（即2t0时间）内打到荧光屏单位长度亮线上的电子个数n．【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动．【分析】（1）根据动能定理可求得粒子的速度；（2）电子在磁场中做匀速圆周运动，由几何关系可求得半径；再由洛仑兹力充当向心力可求得磁感应强度；（3）带电粒子在电场中做类平抛运动，由类平抛运动的规律可求得电子个数．【解答】解：（1）根据动能定理eU0=mv2①解得：v=②（2）电子在磁场中做匀速圆周运动，设圆运动半径为R，在磁场中运动轨迹如图，由几何关系R2=（R﹣L）2+L2③根据牛顿第二定律：Bev=m④解得：B=⑤（3）设电子在偏转电场PQ中的运动时间为t，PQ间的电压为u时恰好打在极板边缘垂直电场方向：L=vt ⑥。
